Природоохранные режимы и технологии орошения дождеванием кормовых культур в степной зоне прииртышья

В четвёртой главе изложена методика распространения опытных данных на неохваченные исследованиями территории, дана оценка природной тепло- и влагообеспеченности Прииртышско-Кулундинской равнины и выполнено её районирование по оросительным нормам и режимам орошения, относительному снижению урожайности орошаемых культур от недостатка природного водообеспечения в разные по влажности годы. Методика основана на установленных в главе 3 связях между параметрами орошения и природным ресурсам климата через систему биоклиматических показателей. В качестве комплексного показателя, влияющего на суммарное водопотребление, оросительную норму и режимы орошения, принята испаряемость, а для оценки природной тепло- и влагообеспеченности территории использован коэффициент увлажнения Ку. Для расчетов используются метеорологические данные по 10 опорным метеостанциям региона за 35…40-летний период наблюдений и сведения о гранулометрическом составе и водно-физических свойствах почв. Полученные по каждой метеостанции значения Ку за 35…40-летний период статистически обрабатываются. Сначала хронологические ряды Ку ранжируются по формуле Хазена А., т.е. выстраивается ряд эмпирического распределения вероятностей Ку. По данным эмпирического ряда определяются параметры аналитической модели и достоверные прогнозные значения Ку. По средним многолетним значениям составляется карта изолиний Ку, характеризующих изменчивость тепло- и влагообеспеченности территории в пространстве и времени. Территориально Ку изменяется с северо-запада на юго-восток от 0,45 до 0,29 (рис. 6). Рис. 6 Районирование территории Прииртышья по среднему многолетнему коэффициенту природного увлажнения Kу Территория севернее изолинии 0,3 относится к степной зоне, а южнее - к сухостепной. Плавность изолиний Ку определяется равнинностью территории региона (Кулундинская степь, Ишимо-Иртышская и Павлодарская равнины) и умеренной сменой климатических и почвенных условий. Для расчёта суммарного водопотребления использованы те же метеоданные, что и для расчёта испаряемости и биологические коэффициенты, установленные экспериментальным путём на объекте исследований (глава 3). При поддержании оптимальной влажности корнеобитаемого слоя почвы в природно-климатических условиях Прииртышской равнины суммарное водопотребление кукурузы на силос (рис. 7, табл. 7) изменяется от 330…375 мм во влажные годы, до 495…540 мм в сухие, а люцерны на сено от 425…520 до 650…875 мм соответственно. Водопотребление кукурузы на силос в разные по влажности годы, мм Evo, мм Вероятностные (обеспеченные) значения Evp, мм 5 % 25 % 50 % 75 % 85 % 95 % 380 310 350 380 410 430 470 390 320 360 390 420 440 480 400 330 370 400 430 450 500 410 340 380 410 440 460 510 420 350 390 420 460 470 520 430 360 400 430 470 480 530 440 370 410 440 470 500 550 Рис.7 Территориальная изменчивость среднего многолетнего суммарного водопотребления Еvo кукурузы на силос Таблица 7 Суммарное водопотребление орошаемых культур Природная зона Коэффициент Ку Вероятностные значения E, мм 5% 25% 50% 75% 85% 95% Кукуруза на силос Сухостепная  0,3 375 410 440 470 490 540 Степная 0,31…0,45 330 370 400 430 450 495 Люцерна на сено Сухостепная  0,3 520 580 635 690 725 875 Степная 0,31…0,45 425 480 530 570 600 650 Оросительная норма нетто кукурузы для земель с глубоким залеганием грунтовых вод (таб.8) изменяется в сухостепной зоне от 160 мм во влажный год до 420 мм в сухой, т.е. в 2,5…3 раза, а в степной от 100 до 360 мм. Количество поливов увеличивается от 2…4 во влажный год, до 8…10 в сухой. Для люцерны на сено оросительная норма в сухостепной зоне увеличивается от 225 мм во влажный год до 610 мм в сухой, а в степной от 140 до 500 мм. Количество поливов увеличивается от 3…5 во влажный год до 10…12 в сухой. Таблица 8 Оросительные нормы Природная зона Коэф-нт Ку Поливная норма, мм Оросительная норма, мм/ Количество поливов 5 % 25 % 50 % 75 % 85 % 95 % Кукуруза на силос Сухостепная < 0,3 30…60 160 3…4 230 4…5 285 5…6 345 6…7 370 7…8 420 8…10 Степная 0,31…0,45 30…60 100 2…3 160 3…4 220 4…5 280 5…6 310 6…7 360 7…9 Люцерна на сено Сухостепная < 0,3 50…60 225 4…5 330 5…6 415 7…8 505 8…10 545 9…11 610 8…10 Степная 0,31…0,45 40…60 140 3…4 230 4…5 310 6…7 390 7…8 430 8…9 500 8…10 Характер территориальной изменчивости оросительной нормы в Прииртышье показан на примере люцерны на сено (рис. 8) изолиниями её средней многолетней величины. Оросительная норма люцерны на сено в разные по влажности годы, мм Mo, мм Вероятностные (обеспеченные) значения Mр, мм 5 % 25 % 50 % 75 % 85 % 95 % 220 60 150 220 300 340 410 250 85 180 250 330 370 440 280 110 210 280 360 400 470 310 140 240 310 390 430 500 340 160 270 340 420 460 530 370 190 300 370 450 490 560 400 210 320 400 480 520 590 Рис. 8 Территориальная изменчивость средней многолетней оросительной нормы Мо люцерны на сено В работе гидромодули установлены в соответствии с рекомендациями СНиП 2.06.03-85, как средняя удельная потребность в оросительной воде за две смежные декады с максимальным дефицитом водопотребления сельскохозяйственной культуры. Графическое выражение связи между оросительной нормой М и гидромодулем орошаемых культур q в природно-климатических условиях степной зоны Прииртышья представлено на рис.9. Рис.9 Связь расчетного гидромодуля с оросительной нормой в степной зоне Прииртышья В настоящее время существует несколько дождевальных машин фронтального действия на базе ЭДМФ «Кубань» (МДЭШ «Кубань-ЛШ», МДЭШ «Мини-Кубань-ФШ», ДМ «Ладога»), создающих аналогичное дождевое облако и обладающих сходными эксплуатационными характеристиками. Разработанные в работе режимы и технологии полива могут быть применены и к этим дождевальным машинам. Сезонная нагрузка на модификации ДМ «Кубань» и ДМ «Ладога» для природно - климатических и организационно – хозяйственных условий Павлодарского Прииртышья приведена в табл. 9. Таблица 9 Расчетная сезонная нагрузка на модификации ДМ «Кубань» разные по влажности (обеспеченности) годы Дождевальная машина Природная зана Расчетная сезонная нагрузка, га 50 % 75 % 95 % ЭДМФ «Кубань-Л» Q = 200 л/с, bп = 800 м Сухостепная Ку<0,30 200…230 180…200 160…170 Степная Ку>0,30 240…320 210…250 180…200 МДЭШ «Кубань-ЛШ» Q = 40 л/с, bп = 305 м Сухостепная Ку<0,30 40…45 35…40 30…35 Степная Ку>0,30 50…65 40…50 30…40 МДЭШ«Мини-Кубань-ФШ» Q = 25 л/с, bп = 184 м Сухостепная Ку<0,30 25…30 20…25 20…22 Степная Ку>0,30 30…40 25…30 23…25 ДМ «Ладога» Q = 60 л/с, bп = 460 м Сухостепная Ку<0,30 60…70 55…60 50…52 Степная Ку >0,30 70…100 65…75 55…60 Полученные в результате исследований данные и расчетные зависимости позволяют научно обосновывать параметры механизированных режимов орошения кормовых культур на оросительных системах с ДМ семейства «Кубань» как на стадии проектирования, так и эксплуатации (оперативное управление поливами). Ниже приведена последовательность разработки и проектная технология полива кукурузы на силос для условий Успенского района Павлодарской области в год 75 % обеспеченности при работе ДМ семейства «Кубань» (табл. 10). Таблица 10 Плановая технология полива кукурузы на силос в год 75 % обеспеченности на оросительных системах с ДМ семейства «Кубань» в условиях Успенского района Павлодарской области № полива Расчетная поливная норма mр нетто, м3/га Средняя дата полива Межполивной период, сут Достоковая поливная норма mд, м3/га Схема проведения полива Поливная норма за проход нетто, м3/га Потери воды во время полива σ Поливная норма за проход брутто, м3/га Расчетная поливная норма mр брутто, м3/га Сменная производительность ДМ, га Количество смен в сутки Продолжительность полива, сут Дата начала полива 1-й 2-й Задержание растительностью σр, м3/га Испарение и снос ветром σп, % 1-й 2-й ЭДМФ «Кубань-Л» МДЭШ «Кубань-ЛШ» МДЭШ «Мини-Кубань-ФШ» ДМ «Ладога» 1 400 22.05 12 340 За два прохода с исходной позицией машины в середине поля 170 230 0 11 190 255 445 10,1 1,87 1,18 2,81 2 10 18.05 2 400 04.06 11 340 200 200 1 12 225 225 450 10,0 1,85 1,17 2,77 2 10 31.05 3 500 14.06 12 350 200 300 3 11 225 335 560 8,0 1,49 0,94 2,23 2 12 09.06 4 500 26.06 12 370 200 300 7 11 230 340 570 7,9 1,46 0,92 2,19 3 9 23.06 5 600 08.07 13 410 200 400 10 8 230 445 675 6,7 1,23 0,78 1,85 3 10 04.07 6 600 21.07 16 450 200 400 12 8 230 445 675 6,7 1,23 0,78 1,85 2 15 15.07 7 600 07.08 490 200 400 14 8 230 445 675 6,7 1,23 0,78 1,85 2 15 01.08 ∑, ср 3600 12,5 % 4050 В зависимости от географического положения оросительной системы определяем оросительную норму нетто, расчетную ординату гидромодуля для ведущей культуры севооборота и расчетную сезонную нагрузку на дождевальную машину. В соответствии с методикой и зависимостям главы 3 разрабатываем биологически оптимальный режим орошения: количество и нормы поливов нетто, средние даты поливов. Путем сравнения расчетных поливных норм с достоковыми определяем схему проведения каждого полива. Рассчитываем суммарные потери оросительной воды при каждом проходе дождевальной машины, поливные нормы брутто и сменную производительность ДМ. Определяем режим работы дождевальной машины (количество смен в сутках), продолжительность полива поля, даты начала и конца каждого полива. Для оценки эффективности и целесообразности развития орошаемого земледелия в регионе были установлены зависимости снижения урожайности от снижения водопотребления орошаемых культур в почвенно-климатических условиях Прииртышско-Кулундинской равнины. Территориальное распределение относительного снижения урожайности кукурузы на силос от недостатка природного увлажнения показано на рис. 10. Относительное снижение урожайности кукурузы на силос в разные по влажности годы, % ΔУio, % Вероятностные (обеспеченные) значения ΔУiр, % 5 % 25 % 50 % 75 % 85 % 95 % 35 3 19 35 48 56 69 40 7 24 40 53 61 73 45 10 29 45 60 68 80 50 14 34 50 65 73 86 55 18 39 55 71 80 93 60 24 44 60 76 85 99 Рис. 10 Территориальная изменчивость среднего многолетнего относительного снижения урожайности ΔУi кукурузы на силос (в % от расчётной) Изолинии равнообеспеченных значений среднего многолетнего снижения урожайности имеют преимущественно широтный характер изменения с севера на юг и юго-восток. Снижение урожайности в разные по влажности годы показано в таблице на том же рисунке. Экономическая оценка предлагаемой технологии орошения дождеванием кормовых культур в степной зоне Прииртышья проведена в соответствии с «Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных культур» (ФГУП СНЦ Госэкомелиовод, 2003). Основным показателем эффективности мелиоративного инвестиционного проекта (МИП) принят дисконтированный прирост чистого дохода (ДПЧД), определяемый как накопленное за все годы расчетного периода сальдо приростного денежного потока. Кроме основного показателя, при оценке эффективности МИП определены прирост чистого дохода, внутренняя норма доходности и срок окупаемости. Для моделирования денежных потоков в качестве расчетного периода принят ретроспективный ряд лет с 1969 по 1988 года, в который входят и годы проведения полевых исследований. Для этого ряда рассчитаны в соответствии с разработанными методиками и расчетными формулами оптимальное водопотребление и его дефициты, оросительные нормы и урожайность кукурузы на силос и люцерны на сено по годам на вариантах «с проектом» и «без проекта». Все расчеты выполнены для одного структурного гектара сельскохозяйственных угодий при следующем составе культур: кукуруза на силос - 50%, люцерна на сено - 50%. Стоимость сельскохозяйственной продукции по вариантам определяется в зависимости от урожайности возделываемых культур и средних цен на реализацию сельскохозяйственной продукции. Размеры капитальных вложений, ежегодные затраты на производство сельскохозяйственной продукции, эксплуатацию мелиоративных систем и стоимости подземных вод приняты по данным собственных исследований в хозяйствах региона. Норма дисконта принята равной ставке рефинансирования ЦБ РФ. Анализ интегральных показателей эффективности реализации проекта (рис. 11), рассчитанных с использованием полученного экспериментального материала, показал: срок окупаемости проекта составляет 7 лет при получении на орошаемых землях 50 т/га кукурузы на силос и 9 т/га люцерны на сено; внутренняя норма доходности проекта составляет 20,5%, что свидетельствует о достаточно высокой конкурентоспособности проекта; за 20-летний период дисконтированный прирост чистого дохода (ДПЧД) равен 75382 руб, что свидетельствует об эффективности проекта при разработанных режимах орошения и технологиях полива. Стоимость подземных вод при современном техническом уровне добычи, хранения и транспортировки составляет 18…25 % от суммарных затрат на производство продукции. Снижение стоимости оросительной воды на 15…20% за счет предлагаемых водосберегающих технологий позволит повысить дисконтированный прирост чистого дохода на 5…8 % и снизить срок окупаемости на 1…2 года. Рис. 11 Интегральная кривая дисконтированного чистого дохода строительства и эксплуатации оросительной системы с ЭДМФ «Кубань»

Похожие:

	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Поскольку Ростовская область расположена в степной зоне, школьникам необходимо иметь представление о растительном и животном мире...		Естественные радионуклиды в донных отложениях р. Обь (лесная и лесостепная зоны) Алтай. Остальная часть бассейна представляет собой плоскую, в центральной части сильно заболоченную равнину. Верхняя часть бассейна...
	Научные основы формирования смешанных агроценозов кормовых трав в... Работа выполнена в фгоу впо «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В. М. Кокова» в 1998-2008 гг		Влияние экологических и агротехнических условий на качество семян Воронежской областей, в Алтайском крае в степной орошаемой зоне, в Узбекистане в Самаркандской области. Естественно, что отмеченную...
	Темы вашего учебного проекта Российской Федерации, приведены новые сведения по технологическим основам заготовки, хранению и использованию основных видов кормов,...		Пояснительная записка к уроку Тема урока : Народные колыбельные песни Тема в программе: «Культура Омского Прииртышья». Р1 «Летописи и устное народное творчество Омского Прииртышья». Народные колыбельные...
	1. Организация внешнеэкономической деятельности в России Условия и способы помещения товара под конкретные таможенные режимы. Экспортный и импортный режимы: понятие и система регулирования...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Что такое политический режим. Классификация политических режимов. Демократические режимы. Парламент. Недемократические режимы. Тоталитарная...
	Агробиологические особенности новых и традиционных кормовых культур,... Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия и агрохимии фгбоу впо «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия...		Конспект лекций по курсу «Внутризаводское электроснабжение и режимы» для специальности Курс «Внутризаводское электроснабжение и режимы» является одним из основных курсов в системе подготовке инженера по специальности...
	Универсальный краеведческий календарь "Знаменательные и памятные... Знаменательные и памятные даты Омского Прииртышья обращает внимание читателей на наиболее значительные и интересные события из истории...		Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка технологической... «Разработка технологической схемы получения кормовых дрожжей из свекловичного жома»
	Вывод в графическом режиме, используя функции bios «Введение», «Видеоподсистема компьютера», «Режимы работы видеоадаптеров» (подразделы «Страницы видеопамяти», «Режим 0Dh»), «Архитектура...		Создание сортов и совершенствование технологии возделывания луковых...
	История развития музыкального просвещения павлодарского прииртышья Рекомендовано научно-методическим советом республиканского учебно-методического объединения		На природных сенокосах и пастбищах помимо кормовых растений встречаются...